DE19615497A1 - Planarer Strahler - Google Patents
Planarer StrahlerInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0075—Stripline fed arrays
Description
Die Erfindung betrifft einen planaren Strahler mit einer
Flächenresonatoren aufweisenden Strahlerebene und einer ein
Kopplungsnetzwerk aufweisenden Netzwerkebene, wobei die
Flächenresonatoren über das Kopplungsnetzwerk miteinander
galvanisch und phasengleich gekoppelt sind.
Für Kommunikationsdienste insbesondere Multipoint-Multichannel-
Kommunikationsdienste, die den Empfang bzw. die Abstrahlung
gerichteter elektromagnetischer Strahlungsfelder linearer
Polarisation im Mikrowellenspektrum erfordern, werden heute
Reflektorantenne oder planare Antennen bzw. Strahler
eingesetzt. Die Strahlungseigenschaften der Reflektorantennen
beruht auf der Erzeugung einer entsprechenden Amplituden- und
Phasenbelegung der elektromagnetischen Strahlungsfeld
komponenten auf der Reflektorfläche mittels geeigneter Erreger.
Die verwendeten Reflektoren sind hierbei entweder in Form
geschlossener Flächen definierter Krümmung und Berandung
ausgelegt oder werden durch gitterartige Anordnungen diskreter
leitfähiger Linearelemente definierter Länge und Distanzierung
ausgeführt. Bekannte planare Lösungen beruhen auf der Anordnung
galvanisch und parallel gespeister Flächenresonatoren
definierter Gruppengröße und Distanzierung zueinander.
Nachteilig bei den bekannten planaren Antennen ist, daß sie
meist nur in einem kleinen Spektralbereich hohe Systemgüten
aufweisen und somit nur mit Einschränkungen für den Einsatz für
Multipoint-Multichannel-Kommunikationsdienste geeignet sind, da
durch die kleine Bandbreite nur relativ wenige Frequenzbänder
mit einer einzigen Antenne übertragbar sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen planaren Strahler mit
Flächenresonatoren bereitzustellen, der einfach und klein in
seinem Aufbau ist und aus wenigen leicht zu fertigenden Teilen
besteht und zugleich in einem möglichst breiten Spektralbereich
eine hohe frequenzunabhängige Systemgüte hat, derart, daß er
für eine mehrkanalige Punkt-zu-Punkt-Übertragung insbesondere
im Frequenzbereich zwischen 2.500 GHz bis 2.686 GHz geeignet
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
planare Strahler sandwich-artig aus zueinander planparallelen
Schichten aufgebaut ist, und daß eine erste dielektrische
Schicht mittels einer elektrisch leitenden dünnen Schicht,
welche die gemeinsame Massefläche für die Strahler- und die
Netzwerkebene bildet, von einer zweiten dielektrischen Schicht
getrennt ist, und daß die erste dielektrische Schicht an ihrer
der elektrisch leitenden Schicht abgewandten Seite die
Flächenresonatoren trägt, und daß die zweite dielektrische
Schicht an ihrer der elektrisch leitenden Schicht abgewandten
Seite das Kopplungsnetzwerk trägt, das aus
Mikrostreifenleitungen gebildet ist.
Der erfindungsgemäße planare Strahlers benötigt vorteilhaft nur
noch eine gemeinsame Massefläche für die Strahler- und
Netzwerkebene, wodurch sich die Gesamthöhe des Strahlers
gegenüber bekannten planaren Strahlern deutlich verringert und
die Fertigungs-Materialkosten verringert werden. Auch kann
ohne Beeinflussung des Wellenwiderstandes des
Kopplungsnetzwerks durch geeignete Wahl der Dicke der ersten
dielektrischen Schicht die Bandbreite des vom Strahler zu
sendenden und empfangenen Strahlungsfeldes variiert werden,
wobei gleichzeitig eine hohe Systemgüte im gesamten
Spektralbereich erzielt wird.
Jeder Flächenresonator ist dabei mittels eines elektrisch
leitenden Verbindungsstiftes mit dem Kopplungsnetzwerk in
elektrisch leitender Verbindung, wobei der elektrisch leitende
Verbindungsstift in einer senkrecht zur Strahler- und
Netzwerkebene befindlichen Durchgangsbohrung einliegt.
Durch die unverhältnismäßig große Dicke der ersten
dielektrischen Schicht, sind die Verbindungsstifte relativ
lang, wodurch die Stifte selbst elektrisch transformierend
wirken. Die vom Stift repräsentierte induktive Blindkomponente
kann daher nicht mehr vernachlässigt werden und muß
ausgeglichen werden. Dies kann zum einen mittels einer Hülse
geschehen, die den Stift zumindest abschnittsweise umhüllt und
aus einem Material insbesondere Teflon ist, das eine höhere
Dielektrizitätszahl hat, als die die dielektrischen Schichten
bildenden Materialien, die als Basismaterial für die Strahler-
und Netzwerkebene dienen. Mittels der Einstellung der
Wandstärke, der Höhe und des εr der Hülse kann der
Kapazitätsbelag der Stift-Hülse-Kombination eingestellt werden,
wodurch die induktive Blindkomponente des Stifts kompensiert
wird.
Zum anderen kann jedoch auch vorteilhaft die Kompensation der
induktiven Blindkomponente des Stiftes mittels des
Kopplungsnetzwerks erfolgen, indem die transformierende Wirkung
der Längen- und Breitenverhältnisse der verwendeten
Mikrostreifenleitungen ausgenutzt werden. Derartige
Transformationen mittels Mikrostreifenleitern sind hinlänglich
aus der einschlägigen Literatur bekannt. Auf eine Hülse kann in
diesem Fall gegebenenfalls verzichtet werden.
Es ist ferner erforderlich, daß die elektrisch leitende dünne
Schicht in den Bereichen, wo die elektrisch leitenden Stifte
die Schicht durchtreten, insbesondere kreisförmig fensterartige
Aussparungen hat, derart, daß die Stifte mit der elektrisch
leitenden Schicht nicht in elektrischer Verbindung sind. Diese
kreisförmig fensterartigen Aussparungen bilden Blenden, wobei
mittels des Durchmessers der Aussparungen der Kopplungsfaktor
einstellbar ist. Der Kopplungsfaktor bestimmt dabei den Anteil
der Signalintensität, welcher von der Strahlerebene zur
Netzwerkebene geführt wird. Den optimalen Durchmesser der
Blenden erhält man durch Simulation oder experimentelle Tests.
Damit der planare Strahler flexibel bzw. biegsam wird, ist es
möglich, daß die erste dielektrische Schicht aus zwei
dielektrischen Materialien, die jeweils für sich eine Lage
bilden, aufgebaut ist. Die Dicke der ersten Lage ist hierbei
größer, als die Dicke der zweiten Lage, wobei die zweite Lage
an ihrer der ersten Lage abgewandten Seite die Resonatorflächen
trägt. Die erste Lage bildet dabei das eigentliche
Basismaterial des planaren Strahlers und bestimmt mit seinem εr
sowie Verlustwinkel tan δε im wesentlichen die Eigenschaften
der Strahlerebene. Das Material der ersten Lage ist
vorteilshaft der billige Werkstoff Polystyrol, welcher in
seiner ausgeschäumten Form flexibel ist, und insbesondere ein
spezifisches Volumengewicht von 20 kg/m³ hat. Die zweite Lage
ist vorteilhaft durch eine Polyethylenterephtalat-Folie
gebildet, die mit der ersten Lage verklebt ist. Der Vorteil
dieser Polyethylenterephtalat-Folie ist, daß sie mit Kupfer
eine feste und dauerhafte Verbindung eingeht, wodurch die
Resonatorflächen eine feste Haftung haben.
Ein weiterer Vorteil durch den Einsatz der oben beschriebenen
Hülsen ergibt sich dadurch, daß durch die steif ausgeführten
Hülsen der Abstand zwischen der Strahler- und der Netzwerkebene
zumindest in den Bereichen der Stifte auch unter Einwirkung
äußerer Kräfte sowie bei der Antennenmontage konstant bleibt.
Die Systemgüte verändert sich somit auch beim Verbiegen und
Zusammendrücken des planaren Strahlers nicht.
Die Flächenresonatoren können beliebig geformt und angeordnet
werden. Zur Erzeugung des notwendigen Impedanzprofils entlang
der quer zur strahlenden Kante liegenden Symmetrielinie der
Flächenresonatoren, sowie zur Erzeugung der erforderlichen
strahlungsbezogenen Einzelcharakteristik der Flächenresonatoren
ist es empfehlenswert, die Flächenresonatoren rechteckig zu
gestalten, wobei die Breitseite identisch der strahlenden Kante
ist. Die Flächenresonatoren werden dabei vorteilsmäßig
matrixförmig zueinander angeordnet. Es hat sich hierbei
gezeigt, daß es für die meisten Einsatzgebiete ausreicht,
lediglich acht Flächenresonatoren insbesondere in zwei Zeilen
und vier Spalten anzuordnen. Ebenfalls aus Gründen der
einfachen Berechenbarkeit und der Minimierung der Abmessungen
des planaren Strahlers ist es von Vorteil, wenn Zeilen- und
Spaltenabstände der matrixförmig angeordneten
Flächenresonatoren zueinander gleich sind.
Um eine gute Auskopplung bzw. Einkopplung des empfangenen bzw.
zu sendenden Signals mit möglichst schon bestehenden
Komponenten und Stecksystemen zu ermöglichen, hat der planare
Strahler eine Verlängerung, die einen Wellenpfad trägt, die
einen Kopplungspunkt des Kopplungsnetzwerks mit einem
Anschlußstück verbindet. An das Anschlußstück ist eine
handelsübliche N-Buchse anschließbar, die derart modifiziert
ist, daß der Innenleiter der Buchse mit dem
Mikrostreifenleiter, der auf der Verlängerung des
dielektrischen Trägers des Kopplungsnetzwerks aufgebracht ist,
verbunden ist, und daß die Massefläche der Verlängerung, die
gleichzeitig die Verlängerung der elektrisch leidenden Schicht
ist, mit dem Außenmantel der Buchse flächig durch den mittels
eines dielektrischen Preßblocks erzeugten Preßdrucks verbunden
ist. Der Wellenpfad wird durch eine Mikrostreifenleitung, der
zweiten dielektrischen Schicht und der Massefläche gebildet,
der mit dem koaxialen Anschlußstück entsprechend verbunden ist.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Querschnittsdarstellung des planaren Strahlers;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Strahlerebene;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Netzwerkebene;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die elektrisch leitende
Massefläche;
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung des Wellenpfades und des
Anschlußstücks;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen
Strahlers, mit zwei die erste dielektrische Schicht
bildenden Lagen;
Fig. 7: eine Darstellung gemäß Fig. 6, wobei die Länge der
Hülse verkürzt und ihre Wandstärke vergrößert ist.
Die Fig. 1 stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Strahlers dar, bei dem die erste dielektrische Schicht 5 aus
einem einzigen Material ist. Auf der Oberseite der Schicht 5
sind die aus einer dünnen Kupferschicht bestehenden
Resonatorflächen 4 aufgebracht. Zwischen der ersten
dielektrischen Schicht 5 und der zweiten dielektrischen Schicht
7 liegt die leitende Massefläche 6. Die Massefläche 6 ist eine
ca. 17-18 µm starke Kupferschicht. Auf der der Massefläche
abgewandten flachen Seite der Schicht 7 sind die
Mikrostreifenleitungen 8 bzw. das Kopplungsnetzwerk 3
angeordnet. Die Kopplungspunkte 12 und 13 sind mittels eines
elektrisch leitenden Stifts 9 in Verbindung. Der Stift 9 hat
einen kleinen Durchmesser, damit die durch die Lage des
Kopplungspunktes 12 bestimmte Eingangsimpedanz des
Flächenresonators 4 nicht durch einen großflächigen Kontakt des
Stiftes 9 mit der Resonatorfläche unbestimmt wird. Der
Durchmesser des Stiftes 9 ist daher so klein zu wählen, daß die
Streifenbreite des Kopplungsnetzwerks 3 nicht überschritten
wird. Die Dicke des Stiftes 9 sollte daher 1 mm nicht
überschreiten. Der Stift wird zu Zwecken des Festsetzens und
des besseren dauerhaften Kontakts mit den Kupferschichten der
Netzwerk- und der Strahlerebene verlötet und ist von einer
Hülse 11 umgeben, die eine Versteifung des Strahlers bewirkt.
Die Dicke D2 der Schicht 5 bestimmt im wesentlichen die
Gesamthöhe des planaren Strahlers.
Die Massefläche 6 hat in den Bereichen, in denen der Stift 9
durch die Massefläche 6 hindurchtritt eine kreisförmige
Aussparung 10, deren Durchmesser größer ist, als der
Außendurchmesser des Stifts 9. Ist die Länge der Hülse 11
gleich den Längen D2 plus D3, so ist der Durchmesser der
Aussparung 10 mindestens so groß wie der Außendurchmesser der
Hülse 11 zu wählen.
Die Schicht 5 ist aus Polysterol, welches im ausgeschäumten
Zustand flexibel ist, wodurch der planare Strahler in gewissen
Grenzen biegbar ist. Diese Verbiegbarkeit wird nur geringfügig
durch die dünnen Kupferschichten 4, 6 und 8 sowie die Schicht 7
beeinträchtigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, muß der Kopplungspunkt 12
nicht zentrisch zu den Resonatorflächen 4 angeordnet sein. Mit
Hilfe bekannter Simulationsmethoden, läßt sich die für die
jeweilige Frequenz und Bandbreite erforderliche
Eingangsimpedanz der Flächenresonatoren berechnen, woraus die
Lage des Kopplungspunktes 12 ableitbar ist.
In Fig. 3 ist das Kopplungsnetzwerk 3 mit dem die Signale ein
bzw. auskoppelnden Wellenpfad 16 dargestellt. Das Netzwerk 3
besteht aus Streifenleitungen 3a-3f sowie 16. Die
Streifenleitungsabschnitte haben unterschiedliche Längen und
Breiten, um den induktiven Anteil, welcher durch die Länge des
Stifts 9 verursacht wurde, auszugleichen, sowie die
impedanzangepaßte Zusammenführung der zu den Flächenresonatoren
führenden Wellenleiterpfade zu ermöglichen.
In Fig. 4 ist die leitende Kupferschicht der Massefläche 6
dargestellt. Die schwarzen Punkte 10, 19 und 20 repräsentieren
dabei Stellen, an denen das Kupfer ausgespart wurde. Durch
diese Stellen sind zudem Bohrungen entsprechenden Durchmessers
vorgesehen, damit die Stifte 9 und 21, Hülsen 11, sowie
Befestigungsschrauben für das Anschlußstück 18 durch die
Massefläche 6 durchgreifen können.
Die Fig. 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung des den
Wellenpfad 16 sowie das Anschlußstück 18 tragenden Vorsprungs
24. Der Vorsprung 24 liegt zwischen dem Anschlußstück 18 und
dem Anpreßblock 22. Das Anschlußstück 18 und der Anpreßblock 22
werden mittels durch den Vorsprung 24 und den dafür
vorgesehenen Bohrungen 23 greifenden Befestigungsschrauben
miteinander verschraubt, so daß das Anschlußstück 18 mit dem
Vorsprung 24 in fester Verbindung ist.
Nachfolgend werden beispielhafte geometrische Daten aufgeführt,
mittels der der planare Strahler im Frequenzspektrum von 2.500
GHz bis 2.686 GHz eine hohe Systemgüte aufweist.
Die Resonatorflächen haben dazu die Länge 47 mm, die Breite 53
mm sowie einen Zeilen- und Spaltenabstand von 87 mm. Der
Speise- bzw. Kopplungspunkt 12 befindet sich von der Mitte der
breiten Seite ca. 2 mm entfernt innerhalb der Fläche. Die
Dicken D1, D3 und D5 der Kupferschichten sind ca. 18 µm stark.
Die Schicht 5 ist wie in Fig. 6 dargestellt zweilagig, wobei
die erste Lage 14 eine Dicke L1 gleich 10.5 mm hat und aus
verschäumten Polystyrol besteht, dessen spez. Volumengewicht
20 kg/m³ beträgt. Die zweite Lage 15 hat eine Dicke L2 von 100 µm
und besteht aus Polyethylenterephtalat. Die zweite
dielektrische Schicht 7 besteht aus glasfaserverstärktem
Polytetraflourethylen der Stärke 381 µm.
Sämtliche Schichten sind miteinander fest verfügt, wobei die
Lage 14 mit der Lage 15 verklebt ist und die Klebeverbindung
eine Stärke von 7 µm hat.
Der Stift 9 hat einen Durchmesser von 1.2 mm und liegt mit
seinem einem Ende in der Bohrung der Schicht 7, deren
Durchmesser ebenfalls 1.2 mm beträgt ein und durchtritt den
Kopplungspunkt 13. Die Schicht 5 und 6 weist im Bereich des
Stifts 9 ebenfalls Bohrungen auf, deren Durchmesser zur
Aufnahme des Stifts 9 und der Hülse 11 4.2 mm beträgt.
Das Kopplungsnetzwerk 3 ist symmetrisch aufgebaut, derart, daß
alle Resonatorflächen gleichphasig vom Kopplungspunkt 17
gespeist werden. Die Kopplungspunkte 13 haben einen
Innendurchmesser von 1.2 mm und einen Außendurchmesser von 2.1
mm.
Ausgehend von jedem Kopplungspunkt 13 geht in Richtung des in
der Zeile benachbarten Speisepunktes 13 ein Leiter 3a der
Breite 0.49 mm für eine Länge von 27 mm ab. Dieser Leiter 3a
geht dann sprungartig in einen Leiter 3b der Breite 1.15 mm
über, welcher 31 mm lang ist. Anschließend geht der Leiter 3b
wieder in eine Breite von 0.49 mm über, um den benachbarten
Speisepunkt 13 nach einer Länge von 27 mm zu erreichen. Auf
diese Weise werden die Speisepunkte der in jeder Zeile außen
liegenden Resonatorflächen 4 mit den Speisepunkten 13 der
jeweils in der Zeile benachbarten und unten liegenden
Resonatorflächen 4 verbunden. Von der Mitte des Leiters 3b
schließt sich in Richtung des in der Spalte gegenüberliegenden
Leiters 3b ein Leiter 3c der Breite 1.88 mm und der Länge 22.3
mm an, der danach sprungartig auf eine Breite von 1.15 mm für
eine Strecke von 42.45 mm (Leiter 3d) übergeht. Der Leiter
erweitert sich anschließend wieder auf eine Breite von 1.88 mm,
um nach einer Länge von 22.3 mm mit der Mitte des in der Spalte
gegenüberliegenden Leiters 3b zusammen zu treffen. An die Mitte
des Leiters 3d schließt sich in Richtung des gegenüberliegenden
Leiters 3d eine Leitung 3e der Breite 1.88 mm sowie der Länge
22.3 mm an. Danach geht der Leiter 3e auf eine Breite von 1.15
mm für eine Länge von 129.4 mm über (Leiter 3f). Die Breite des
Leiters 3f ändert sich auf 1.88 mm für eine Länge von 22.3 mm.
Damit ist die Mitte des gegenüberliegenden Leiters 3d erreicht.
An die Mitte des Leiters 3f schließt ein Wellenleiter der
Breite 1.88 mm sowie der Länge 22.3 mm an, um sich danach
sprunghaft in der Breite auf 1.15 mm zu reduzieren und zum
Auskopplungspunkt 21 des Netzwerkes 3 geführt zu werden.
Mittels des oben beschriebenen Kopplungsnetzwerks 3 werden die
induktiven Blindkomponenten der Stifte 9, die durch die
Abmessungen der länglichen Stifte 9, welche ihrerseits von der
Dicke D2 der ersten dielektrischen Schicht 5 bedingt sind,
kompensiert.
In Fig. 7 ist dargestellt, daß die Hülse 11 sich nicht über
die gesamte Höhe der Schichten 5 und 6 erstrecken muß. Durch
die Wahl der Wandstärke WS und der Länge LS der Hülse 11 kann
deren kapazitiver Belag beeinflußt werden, wodurch die
induktive Blindleistungskomponente des langen Stifts 9
aufgehoben wird und ein die Blindkomponenten kompensierendes
Netzwerk 3 nicht mehr benötigt wird.
Bezugszeichenliste
1 Strahlerebene
2 Netzwerkebene
3 Kopplungsnetzwerk
3a-3f Streifenleitungsabschnitte
4 Flächenresonatoren
5 erste dielektrische Schicht
6 elektrisch leitende dünne Schicht; Massefläche
7 zweite dielektrische Schicht
8 Mikrostreifenleitungen
9 Verbindungsstift
10 fensterartige Aussparungen
11 Hülse
12 Speisepunkt des Flächenresonators
13 Kopplungspunkt
14 erste Lage
15 zweite Lage
16 Wellenpfad
17 gemeinsamer Kopplungspunkt
18 Anschlußstück; N-Buchse
19 Aussparung für Durchgangsstift
20 Aussparung für Befestigungsschraube
21 Durchgangsstift
22 Anpreßblock
23 Bohrung für Befestigungsschrauben
24 Verlängerung für Wellenpfad
2 Netzwerkebene
3 Kopplungsnetzwerk
3a-3f Streifenleitungsabschnitte
4 Flächenresonatoren
5 erste dielektrische Schicht
6 elektrisch leitende dünne Schicht; Massefläche
7 zweite dielektrische Schicht
8 Mikrostreifenleitungen
9 Verbindungsstift
10 fensterartige Aussparungen
11 Hülse
12 Speisepunkt des Flächenresonators
13 Kopplungspunkt
14 erste Lage
15 zweite Lage
16 Wellenpfad
17 gemeinsamer Kopplungspunkt
18 Anschlußstück; N-Buchse
19 Aussparung für Durchgangsstift
20 Aussparung für Befestigungsschraube
21 Durchgangsstift
22 Anpreßblock
23 Bohrung für Befestigungsschrauben
24 Verlängerung für Wellenpfad
Claims (16)
1. Planarer Strahler mit einer Flächenresonatoren (4)
aufweisenden Strahlerebene (1) und einer ein Kopplungsnetzwerk
(3) aufweisenden Netzwerkebene (2), wobei die
Flächenresonatoren (4) über das Kopplungsnetzwerk (3)
miteinander galvanisch und phasengleich gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der planare Strahler sandwich-artig aus zueinander planparallelen Schichten (4, 5, 6, 7, 8) aufgebaut ist, und
- - daß eine erste dielektrische Schicht (5) mittels einer elektrisch leitenden dünnen Schicht (6), welche die gemeinsame Massefläche für die Strahler- (1) und die Netzwerkebene (2) bildet, von einer zweiten dielektrischen Schicht (7) getrennt ist, und
- - daß die erste dielektrische Schicht (5) an ihrer der elektrisch leitenden Schicht (6) abgewandten Seite die Flächenresonatoren (4) trägt, und
- - daß die zweite dielektrische Schicht (7) an ihrer der elektrisch leitenden Schicht (6) abgewandten Seite das Kopplungsnetzwerk (3) trägt, das aus Mikrostreifenleitungen (8) gebildet ist.
2. Planarer Strahler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Flächenresonator (4)
mittels eines elektrisch leitenden Verbindungsstiftes (9) mit
dem Kopplungsnetzwerk (3) in elektrisch leitender Verbindung
ist, wobei der elektrisch leitende Verbindungsstift (9) in
einer senkrecht zur Strahler- (1) und Netzwerkebene (2)
befindlichen Durchgangsbohrung einliegt.
3. Planarer Strahler nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende
dünne Schicht (6) in den Bereichen, wo die elektrisch leitenden
Stifte (9) die Schicht (6) durchtreten, insbesondere
kreisförmig fensterartige Aussparungen (10) hat, derart, daß
die Stifte (9) mit der elektrisch leitenden Schicht (6) nicht
in elektrischer Verbindung sind.
4. Planarer Strahler nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die kreisförmig
fensterartigen Aussparungen (10) Blenden bilden, und mittels
des Durchmessers der Aussparungen (10) der Reflektions- und
Transmissionsfaktor zwischen dem Kopplungsnetzwerk und den
jeweiligen Flächenresonatoren einstellbar ist.
5. Planarer Strahler nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder
elektrisch leitende Stift (9) im Bereich zwischen der leitenden
Schicht (6) der Flächenresonatoren (4) und der leitenden
Schicht (6) der Mikrostreifenleitungen (8) zumindest
abschnittsweise von einer Hülse (11) umschlossen ist.
6. Planarer Strahler nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus einem
dielektrischen Material insbesondere Teflon ist, dessen
Dielektrizitätskonstante εr insbesondere größer ist als die
Dielektrizitätskonstante εr des die Hülse (11) umgebenden
Materials der dielektrischen Schichten (5, 7).
7. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste
dielektrische Schicht (5) aus zwei dielektrischen Materialien,
die jeweils für sich eine Lage (14, 15) bilden, aufgebaut ist,
wobei die Dicke (L1) der ersten Lage größer ist, als die Dicke
(L2) der zweiten Lage, wobei die zweite Lage (15) an ihrer der
ersten Lage (14) abgewandten Seite die Resonatorflächen (4)
trägt.
8. Planarer Strahler nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Lage (14) aus
Polystyrol gebildet ist, welches in seiner ausgeschäumten Form
flexibel ist, und insbesondere ein spezifisches Volumengewicht
von 20 kg/m³ hat, wobei die erste Lage (14) insbesondere eine
Dicke (L1) von 10.5 mm hat.
9. Planarer Strahler nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Lage (15) durch eine Polyethylenterephtalat-Folie insbesondere
der Dicke (L2) gleich 100 µm gebildet ist, die mit der ersten
Lage (14) verklebt ist.
10. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
elektrisch leitende dünne Schicht (6) eine Dicke von ca. 18 µm
hat.
11. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels
geeigneter Wahl der Wandstärke (WS), der Höhe (LS) und der
Dielektrizitätszahl εr der Hülse (11) die durch die Dicke (D2)
der ersten dielektrischen Schicht (5) bedingte induktive
Blindkomponente mittels der Hülse (11) kompensierbar ist.
12. Planarer Strahler nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge
(LS) der Hülsen (11) den Abstand zwischen der Stahler- (1) und
der Netzwerkebene (2) zumindest in den Bereichen der
Durchgangsbohrungen (10) bzw. Stifte (9) auch unter Einwirkung
äußerer Kräfte konstant hält, sowie insbesondere für die
Montage definierte Auflagepunkte bildet.
13. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels des
Kopplungsnetzwerks (3) die durch die Dicke (D2) der ersten
dielektrischen Schicht (5) bedingte induktive Blindkomponente
des Stiftes (9) und der kapazitive Belag der Hülse (11)
kompensierbar sind.
14. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Flächenresonatoren (4) rechteckig sind und matrixförmig
insbesondere in zwei Zeilen und vier Spalten angeordnet sind.
15. Planarer Strahler nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeilen- und
Spaltenabstände der matrixförmig angeordneten
Flächenresonatoren (4) gleich sind.
16. Planarer Strahler nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Netzwerkebene (3) bestehend aus den Mikrostreifenleitungen (8),
der zweiten dielektrischen Schicht (7) und der Massefläche (6),
in Form eines Wellenpfades (16) zwischen dem gemeinsamen
Kopplungspunkt (17) und einem Anschlußstück (18) derart
verlängert ist, daß die wellenleiterseitige Kopplung ohne
Trennung der Wellenleiterebene unmittelbar auf das
Anschlußstück (18) in koaxialer Ausführung erfolgt.
Priority Applications (13)
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AT97914238T ATE185023T1 (de) | 1996-03-16 | 1997-03-13 | Planarer strahler |
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